Введение к работе
Актуальность теш. В современном учении о почве и почвенном юкрове как части биосферы Земли историко-генетические проблемы ючвообразования, касающиеся возраста почв, процессов и событий точвообразования, продолжительности и закономерностей их смен, іриобретают всё большую актуальность. Прогресс в землепользовании как части природопользования во многом зависит от решения научных проблем познания общих закономерностей почвообразования, совокупности свойств и особенностей почв и почвенного покрова кавдой территории, определяемых всей историей их развития. Всле-цствие неполной изученности изменчивости природной среды, а следовательно, и современного состояния почвенного покрова как её компонента, наука не всегда имеет возможность дать объективную эценку почвенных ресурсов и устойчивости их к антропогенным воздействиям.
Наименее изученными в истории развития почв остаются самые ранние этапы их формирования, в период перехода от плейстоцена к голоцену, когда процессы почвообразования испытывали сильное влияние процессов криогенеза. 3 связи с этим специальное исследование истории развития и современного состояния почв центра Русской равнины представляется необходимым и своевременным.
Актуальность темы определяется и её теоретической значимостью іля одной из проблем фундаментального почвоведения - общей теории эволюции почвенного покрова.
Цель работы. Основной целью проведенных исследований являлось выявление роли' палеокриогенеза в формировании и функционировании современных почв и почвенного покрова центра Русской равнины.
Задачи исследований:
выявить и систематизировать палеокриогенные свойства в почвах і почвенном покрове;
установить роль палеокриогенных признаков в формировании современного почвенного покрова, почвенного профиля и почвенных горизонтов;
выявить гидротермические особенности функционирования серых іесннх почв в связи с палеокриогенезом и при антропогенном воз-іействии;
установить особенности позднеледникового почвообразования;
выявить последовательность естественно-исторических событий в
-2-.
становлении современных почв и почвенного докрова.
Научная новизна. Применение комплекса методов позволило впервые в широком географическом аспекте получить результаты, свидетельствующие о значительной роли палеокриогенеза в формировании и функционировании современных почв и почвенного покрова (ареал серых лесных и дерново-подзолистых почв центра Русской равнины).
На основе единого методического подхода впервые для территории исследования документально выявлены и систематизированы па-леокриогенные признаки в почвах, унаследованные от криоморфоге-неза позднеледниковья. Показано, что влияние палеокриогенных ^признаков на почвообразование проявляется на разных уровнях структурной организации почв и их функционирования: на уровне почвенного покрова в форме дифференциации гидротермических показателей функционирования почв по элементам палеокриогенного полигонально-блочного микрорельефа, подтвервденной изучением водного и температурного режимов в течение 11-летнего цикла наблюдений и прщ.эдшей к формированию комплексного, различающегося на высоком таксономическом уровне, двух- и трехкомпонентного, разной степени контрастности почвенного покрова; на уровне почвенного профиля в виде языковатой или клиновидной формы различных генетических горизонтов; на уровне генетического горизонта в форме микрошарьяшй и криогенной основы современной острукту-ранности почв.
Закономерности, вскрывающие взаимосвязь развития всего комплекса палеокриогенных признаков с изменчивостью процессов почвообразования, в ареале исследованных почв изучены впервые, что позволило выдвинуть концепцию генезиса текстурно-дифференциро -ванных почв, заключающуюся в следующем. Почвообразование в центре Русской равнины началось задолго до голоцена, в позднелед -никовьа. При этом позднеледниковье - одна из наиболее ярких страниц во всей истории почвообразования на этой территории,Определяющая роль в преобразовании материала принадлежала тогда криогенным процессам, которые трансформировали почвообразование и придавали ему определенную направленность. .К началу собственно голоцекового ( то есть межледникового ) почвообразования почвообразующая порода, проработанная предшествовавшими процессами мерзлотного гидроморфизма и криогенеза,- представляла собой растрвсканную на блоки, в основном выщелоченную от карбонатов,
- З -облегченную по гранулометрическому составу в верхней части за счет процессов декольматации и партлювации, в верхней же части локально отбеленную за счет процессов надмерзлотного оглеения, пылеватую за счет процессов криогенной политизации,первично ос-труктуренную за счет криогенного льдовыделенпя толщу, венчающуюся, криоморфншл (языковатой формы) органо-аккумулятивным горизонтом позднеледниковой почвы лугово-болотного облика (так называемым вторым гумусовым горизонтом). Почвообразование в голоцене дорабатывало позднелвдниковую палеокриогенную палеопочвен-ную толщу, превращая её в современные серые лесные и дерново-подзолистые почвы.
Историко-генетический анализ почвообразования позволил выя -вить естественноЧісторические события и их последовательность в становлении наблюдаемого ныне почвенного покрова,. выявить сумму его изменений, созданных природными процессами, которая обычно возрастает с течением времени..Таким образом, оказалось охарактеризованным время как одна из форм существования почв и поч -венного покрова. Предложенная схема истории форгмрования серых лесных и дерново-подзолистых почв, учитывающая роль времени в почвообразовании, позволила выявить эташюсть последнего, установить региональные корреляции мезду этапами почвообразования и, главное, "вписать" процессы почвообразования в единый при -родішй процесс формирования и функционирования биосферы в целом.
Практическое значение работы. Полученные материалы по изучению той части экзогенных процессов, которые связаны с почвообразованием (собственно почвообразовательные, геокриологические, геоморфологические), показывают, что на контакте наук, занимающихся изучением этих процессов, а также палеогеографии и четвертичной геологии, возникает новое научное направление, позволяющее разрабатывать фундаментальные проблемы теоретического почвоведения, касающиеся истории почвообразования и теоретических основ природопользования.
Полученные материалы могут иметь практическую значимость при проведении детальных почвенно-картографпческих работ (учет дифференциации почвенного покрова, его комплексности в связи с па-леокриогенным микрорельефом и микрокомплексности в связи с язы-коватостыо второго гумусового горизонта); для биогеохимической и агрохимической оценка почв в связи с их неоднородностью по многим химически;.! показателя:.!, обусловленной микрорельефом.
Исследования по эколого-генетическому анатазу почв за всю
историю их формирования проводились по заданию государственных и научных организаций - ГКНТ, РАН и в тесном сотрудничестве с рядом научных подразделений из МГУ, Гипроводхоза, ИПФС РАН и др. Результаты проведенных исследований переданы в указанные выше организации в виде научно-исследовательских отчетов с получением актов о внедрении.
Апробация таботы. Материалы и основные положения диссертации докладывались и публиковались в трудах УП и УШ съездов Всесоюзного общества почвоведов (Ташкент, 1985; Новосибирск, 1989), XI и ХШ Конгрессов Мевдународного союза по изучению четвертичного периода (Москва, 1982; Пекин, 1991), I - Ш Всесоюзных совещаний по эволюции почв Шущино, 1984, 1989, 1992), Всесоюзного совещания "Плодородие почв Нечерноземной полосы и приемы его регулирования" Шущино, 1975), Конференции "Почвы Сибири и их рациональное использование" (Красноярск, 1975), І, П, ІУ и У Всесоюзных конференций по проблемам почвенного криогенеза и использования криогенных почв (Пущино, 1975, 1980, 1989; Сыктывкар, 1985), Ш совещания по структуре почвенного покрова и методам её исследования (Москва, 1976), УП симпозиума "Биологические проблемы Севера" (Петрозаводск, 1976), I - Ш Забайкальских научно-технических конференций по проблеме "Почвенный покров Забай -калья, пути повышения его плодородия и рационального использования" (Чита, 1976, 1978, 1981), Научно-методического совещания по теме "Улучшение водно-физических свойств почв в целях повышения их плодородия" (Харьков, 1977), Конференции "Научные основы рационального использования и повышения плодородия почв" (Ростов-на-Дону, 1978), Конференции "Геокриологические проблемы Забайкалья" (Чита, І98Г), Методологического семинара Почвенного Института им. В.В.Докучаева (Москва, 1983), Мевдународного симпозиума "Человек и биос^^с^рияди^ов^еменность" ( Пущино, 1989), на заседании кафедры географии no4BvMTy Ц992).
Результаты исследования отражены в 78 публикациях. Список основных из них приводится в конце автореферата.
Фактические материалы и личный вклад автора в работу. В основу работы положены материалы, собранные автором во время по -левых исследований 1972-1990 г.г. в экспедициях Института почвоведения и фотосинтеза РАН на территориях Архангельской, Вологодской, Ярославской, Костромской, Владимирской, Горьковской, Московской, Тульской, Орловской областей и в Татарии.
Изучение палеокриогенных; явлений и их влияния на почвы про -
- 5 -ведено в разных почвенных зонах (в ареалах серых лесных и дерново-подзолистых почв) и на разных породах (покровных лессовидных суглинках и песках). Ограниченный объем работы не позволил представить все имеющиеся авторские материалы и их анализ. Поэтому были выбраны ключевые участки, иллюстрирующие выявленные закономерности палеокркогенеза и почвообразования в позднелед-никовье и голоцене: на покровных суглинках в ареале серых лесных почв - участок "Пущино" в Московской области и несколько участков во Владтолирском ополье; в ареале дерново-подзолистых почв - участок "Грязовец" Вологодской области;на песках - участок "Углич" в Ярославской области (рис.1).
Рис.1 Ключевые участки исследований:
ареал серых лесных почв:
I - "Пущино";
2,3,4 - "Владимирское ополье";
ареал дерново-подзолистых почв: 5,6 -."Грязовец"; 7 - "Углич";
- граница валдайского
оледенения
3 процессе работы применялись методы: сравнительно-географический, сопряженного изучения почвенных криогенных и неокриогенных признаков, морфогенетический, палеопедологический, историко -генетический, а также комплекс методов, применяемых при исследовании современного почвообразования. Аналитическая обработка материалов всеми традиционными методами химического анализа почв выполнена в химико-аналитической группе ИПФС РАН под руководством И.И.Скрипниченко. Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам этой группы.
Личный вклад автора выразился: І) в разработке программ полевых исследований; 2) в полевом изучении разрезов почв; 3) в составлении на ключевых участках карт элементов рельефа, гипсометрических и почвенных; 4) в изучении водно-физических характеристик почв, водного.и температурного режимов серых лесных
почв на Лущинском ключевом участке в период 1973 - 1985 г.г.; 5) в интерпретации аналитических данных; 6) в теоретическом обобщении собственных и литературных материалов. Часть материалов получена при совместной работе с различными специалистами: Н.Д.Ананьевой, В.Н.Башкиным, Б.А.Боровинским, Л.Б.Боровинской, Г.А.Булаткиным, Д.А.Гиличинским, Л.А.Гугалинской, Л.К.Дмитрако-вой, А.С.Керженцевым, Н.Ф.Киселевым, И.В.Ковда, Р.П.Личко, Н.А.Лошаковой, С.В.Максимовичен,О.В.Макеевым, Ю. А. Медоваром, С.В.Неговеловым, Я.А.Пачепским, Т.Б.Рыжовой, И.А.Соколовым, В.И.Степутиной, Г.К.Тюрюкановой, Л.А.Фоминых, О.И.Худяковым, В.Г.Чигиром, И.О.Шмановым, что помогло автору в решении ряда научных вопросов. Автор на всех этапах работы ощущал активный интррес и поддержку член-корреспондента АН СССР В.А.Ков-ды. Автор благодарен за ценные консультации, поддержку и критические замечания профессорам М.А.Глазовской, И.А.Соколову, Е.А.Дмитриеву, Л.О.Карпачевскому, О.В.Макееву.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из наименований. Её общий объем составляет страниц, в том числе страниц текста, таблиц, рисунков и фотографий.